(57)【要約】【課題】  特に低周波領域において弾性特性と減衰特性のバランスの設計自由度が確保された液体封入式ブッシュを提供すること。【解決手段】  ２つの部材の間に設けられ、これら２つの部材の一方から他方へ伝達する振動を低減する弾性部材と、該弾性部材内に形成された空間に封入された非圧縮性流体とを有し、上記空間には、振動の入力方向に沿って並んだ２つのチャンバが形成され、これら２つのチャンバは、途中にオリフィスが設けられた流路で連通される、液体封入式ブッシュに、上記弾性部材の上記振動の入力方向における剛性（縦剛性）に比して、該振動の入力方向に直交する方向における剛性（横剛性）を強化する補強部材を追加する。この補強部材は、例えば、上記弾性部材内部に上記チャンバの周囲の少なくとも一部に沿って配設されると共に、縦方向において１以上の屈曲部又は湾曲部を有する１以上のワイヤである。【選択図】  図２
2005299802.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの部材の間に設けられ、これら２つの部材の一方から他方へ伝達する振動を低減する弾性部材と、
前記弾性部材内に形成された空間に封入された非圧縮性流体とを有し、
前記空間には、前記振動の入力方向に沿って並んだ２つのチャンバが形成され、
前記２つのチャンバは、途中にオリフィスが設けられた流路で連通される、液体封入式ブッシュであって、
前記弾性部材の前記振動の入力方向における剛性に比して、該振動の入力方向に直交する方向における剛性を強化する補強部材を備える、ことを特徴とする液体封入式ブッシュ。
【請求項２】
請求項１記載の液体封入式ブッシュであって、
前記補強部材は、
前記弾性部材よりも高い剛性を有する一体の材料から成り、
前記弾性部材内部に前記空間の周囲の少なくとも一部に沿って配設され、
前記振動の入力方向に直交する方向における剛性に比して該振動の入力方向における剛性が弱い形状を有する、ことを特徴とする液体封入式ブッシュ。
【請求項３】
請求項２記載の液体封入式ブッシュであって、
前記補強部材は、前記振動の入力方向において、１以上の屈曲部又は湾曲部を有する、ことを特徴とする液体封入式ブッシュ。
【請求項４】
請求項２又は３記載の液体封入式ブッシュであって、
前記補強部材は、前記弾性部材の複数箇所に埋め込まれる複数の部材から成る、ことを特徴とする液体封入式ブッシュ。
【請求項５】
請求項２乃至４のいずれか一項記載の液体封入式ブッシュであって、
前記補強部材は、前記弾性部材内部において移動しないように固定される、ことを特徴とする液体封入式ブッシュ。
【請求項６】
２つの部材の間に設けられ、これら２つの部材の一方から他方へ伝達する振動を低減する弾性部材と、
前記弾性部材内に形成された液室に封入された非圧縮性流体と、を有する液体封入式ブッシュであって、
前記弾性部材の前記振動の入力方向における剛性に比して、該振動の入力方向に直交する方向における剛性を強化する補強部材を備える、ことを特徴とする液体封入式ブッシュ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、例えば車両用サスペンションのアッパサポートなどに利用されるブッシュに係り、特に、低周波領域において弾性特性と減衰特性のバランスの設計自由度が確保された液体封入式ブッシュに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばゴムなどの弾性部材から主として構成され、入力された振動を吸収するブッシュが周知である。例えば車両において、ブッシュは、サスペンションのアッパサポートなどに利用される。
【０００３】
主として弾性部材から成るブッシュは、振動吸収時に主にバネとして機能する。したがって、ブッシュのバネ定数を高く設計すると、ホイールの接地性が向上して操安性が良好となるが、ホイールから入力された振動の吸収性が悪化して乗り心地が低下し得る。他方、ブッシュのバネ定数を低く設計すると、振動吸収性が向上して乗り心地が良好となるが、ホイール接地性が悪化して操安性が低下し得る。
【０００４】
このような操安性と乗り心地との背反を解消するための対策として、従来、ブッシュ内に非圧縮性の液体を封入して、ブッシュに減衰機能を持たせるもの（以下、総称として「液体封入式ブッシュ」と称す）が提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００５】
液体封入式ブッシュでは、一般的に、振動入力方向に沿って２つの液室を設け、これら２つの液室を途中にオリフィスが設けられた流路で連通させ、封入された非圧縮性流体が該オリフィスを通ってこれら２つの液室を往来することによって減衰効果を発揮する構造を採る。
【０００６】
このようにしてブッシュにより弾性作用のみならず減衰作用をも発揮することができれば、ブッシュの振動吸収特性の設計自由度が増す。すなわち、弾性係数と減衰係数を適切に設定することによって、操安性と乗り心地の両立を図ることができる。具体的には、例えば、バネ定数を低く設計して操安性の向上を図ると共に、減衰効果により高周波振動を抑制して乗り心地を向上させることが可能となる。
【特許文献１】実開平１−８５５４７７号公報
【特許文献２】特公平２−２７５３６号公報
【特許文献３】実開平５−１２７８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の液体封入式ブッシュでは、通常、ゴムなどの弾性部材内部に液室が構成される。すなわち、バネとして機能する構成要素と、液室を形成する構成要素とが同一の部材となっている。このような構造は、低周波領域において問題となる。
【０００８】
すなわち、減衰機能を考慮に入れてブッシュのバネ定数を低く設定した場合、すなわち弾性部材の剛性を低くした場合、低周波領域の（低速の）振動が入力されると、封入された液体が一方の液室からオリフィスを通って他方の液室へ移動する代わりに、弾性部材の弾性変形により液室形状が横方向（入力方向と垂直な方向）に膨張してしまう。液室形状が膨張すると、封入された液体がオリフィスを通過せず、減衰作用が発生しない。
【０００９】
このような液室形状の膨張を防ぐために弾性部材の横剛性を高く設計すると、必然的に縦剛性（入力方向）も高まるため、バネ定数が高くなり、乗り心地が悪化する。
【００１０】
このように、従来の液体封入式ブッシュでは、特に低周波領域において、弾性特性と減衰特性とが背反の関係となり、両者を適切にバランスさせることが難しい、という課題がある。
【００１１】
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、特に低周波領域において弾性特性と減衰特性のバランスの設計自由度が確保された液体封入式ブッシュを提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するための本発明の第一の態様は、２つの部材の間に設けられ、これら２つの部材の一方から他方へ伝達する振動を低減する弾性部材（例えばゴム部材）と、
上記弾性部材内に形成された空間に封入された非圧縮性流体（例えば水）とを有し、
上記空間には、上記振動の入力方向に沿って並んだ２つのチャンバ（例えば液室）が形成され、
上記２つのチャンバは、途中にオリフィスが設けられた流路で連通される、液体封入式ブッシュであって、
上記弾性部材の上記振動の入力方向（縦方向）における剛性（縦剛性）に比して、該振動の入力方向に直交する方向（横方向）における剛性（横剛性）を強化する補強部材を備える液体封入式ブッシュである。
【００１３】
この第一の態様によれば、上記補強部材により上記弾性部材の横剛性を縦剛性よりも強くすることができる。これにより、上記弾性部材に低剛性の材料を選択した上で上記補強部材を利用することにより、縦剛性は低いまま、高い横剛性を有する弾性部材を実現することができる。したがって、上記弾性部材全体の剛性を上げずに、上記振動が入力されたときの上記液室の横方向への膨張を防止することができるため、低周波領域において液室に封入された非圧縮性流体の流動により減衰作用が良好に発揮される。
【００１４】
なお、この第一の態様において、上記補強部材は、例えば、上記弾性部材よりも高い剛性を有する一体の材料（金属、樹脂、ファイバ、等）から成り、上記弾性部材内部に上記空間の周囲の少なくとも一部に沿って配設され、上記振動の入力方向に直交する方向（横方向）における剛性（横剛性）に比して該振動の入力方向（縦方向）における剛性（縦剛性）が弱い形状を有する（例えば、上記補強部材が、上記振動の入力方向において、１以上の屈曲部又は湾曲部を有する）、ことによって上記機能を実現する。
【００１５】
また、この第一の態様において、上記補強部材が上記弾性部材の複数箇所に埋め込まれる複数の部材（例えばワイヤなど）から成り、該弾性部材全体を均等に補強するように構成されることが好ましい。
【００１６】
さらに、この第一の態様において、上記補強部材は上記弾性部材内部において移動しない（ずれない、抜けない）ように固定されることが好ましい。
【００１７】
上記目的を達成するための本発明の第二の態様は、２つの部材の間に設けられ、これら２つの部材の一方から他方へ伝達する振動を低減する弾性部材（例えばゴム部材）と、
上記弾性部材内に形成された液室に封入された非圧縮性流体（例えば水）と、を有する液体封入式ブッシュであって、
上記弾性部材の上記振動の入力方向（縦方向）における剛性（縦剛性）に比して、該振動の入力方向に直交する方向（横方向）における剛性（横剛性）を強化する補強部材を備える液体封入式ブッシュである。
【００１８】
この第二の態様によれば、上記補強部材により上記弾性部材の横剛性を縦剛性よりも強くすることができる。これにより、上記弾性部材に低剛性の材料を選択した上で上記補強部材を利用することにより、縦剛性は低いまま、高い横剛性を有する弾性部材を実現することができる。したがって、上記弾性部材全体の剛性を上げずに、上記振動が入力されたときの上記液室の横方向への膨張を防止することができるため、低周波領域において液室に封入された非圧縮性流体の流動により減衰作用が良好に発揮される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、特に低周波領域において弾性特性と減衰特性のバランスの設計自由度が確保された液体封入式ブッシュを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。なお、液体封入式ブッシュの基本概念については当業者には既知であるため、詳しい説明を省略する。
【実施例】
【００２１】
以下、図１〜５を用いて、本発明の一実施例に係る液体封入式ブッシュの構造及び機能について説明する。ここでは、一例として、本発明に係る液体封入式ブッシュが車両用サスペンションのアッパサポートに適用された場合を例に挙げて説明する。
【００２２】
図１に概略的に示すように、アッパサポート１０１とは、バネ１０２やアブソーバ１０３などから成るサスペンション・アッセンブリ１００の上端部分であって、ボディ１０４との連結部に相当する。アッパサポート１０１内に設けられるブッシュには、タイヤ１０５から入力された上下方向の振動がボディ１０４に伝達されるのを防ぐ防振機能が期待される。
【００２３】
図２は、本実施例に係る液体封入式ブッシュ２００の縦断面図である。アッパサポート１０１は、外筒上２０１及び外筒下２０２が組み合わせられて、外筒部分が形成される。アッパサポート外筒は、ドーナツ状の円環であり、中心にはアブソーバ・ロッド用の貫通穴が設けられる。
【００２４】
外筒上２０１は、図示するように、その中心部に上方に凸な断面コの字形の凸部を有する。同様に、外筒下２０２は、図示するように、その中心部に下方に凸な断面コの字形の凸部を有する。外筒上２０１と外筒下２０２とが組み合わせられると、それぞれの凸部によってアッパサポート外筒内に空間が形成される。この空間は、上記貫通穴以外は閉じた空間である。
【００２５】
このように外筒上２０１と外筒下２０２とが組み合わされた構成されたアッパサポート外筒は、ボルト２０３によってボディ１０４へ組み付けられる。すなわち、アッパサポート外筒は、ボディ１０４と一体として振動する。
【００２６】
外筒内に形成された空間には、アブソーバ・ロッドに連結される内筒ストッパ部２０４が収納される。内筒ストッパ部２０４は、略円盤状の形状であって、図示するように、アブソーバ・ロッドに取り付けられる中心穴の縁と外周縁の部分が肉厚となっている。
【００２７】
内筒ストッパ部２０４の上下方向の移動は、アッパサポート外筒（２０１、２０２）によって形成された空間内に制限される。よって、この内筒ストッパ部２０４により、アブソーバ・ロッドの上下方向の可動幅もアッパサポート外筒内に形成された空間の高さ分に制限される。
【００２８】
外筒内に形成された空間には、本実施例に係るブッシュ２００が収納される。換言すれば、外筒上２０１と外筒下２０２はブッシュ２００を挟み込むようにして組み合わせられる。
【００２９】
ブッシュ２００は、その主たる構成要素として、弾性体であるゴム部２０５を有する。ゴム部２０５は、アブソーバ・ロッドと同軸の円筒形であって、その中心に貫通穴を有する中空形状である。ゴム部２０５の貫通穴は、アッパサポート外筒の貫通穴と同軸であって、且つ、略等しい径を有し、一連の貫通穴を形成する。
【００３０】
ゴム部２０５の外表面は、その貫通穴内周面を除き、アッパサポート外筒の内周面に当接している。この当接面は接着される。ゴム部２０５の内部には、内筒ストッパ部２０４の翼部の略全部が埋め込まれる。内筒ストッパ部２０４とゴム部２０５とは接着される。したがって、タイヤ１０５から入力されアブソーバ・ロッドを伝わって内筒ストッパ部２０４に伝達された振動は、必ずゴム部２０５を介して、アッパサポート外筒及びボディ１０４へと伝達される。
【００３１】
ゴム部２０５の内部には、液室２０６が形成される。液室２０６には、任意の非圧縮性の流体（例えば、水など）が封入される。液室２０６は、内筒ストッパ部２０４によって、軸方向上部及び下部に分離される。上部液室と下部液室は、内筒ストッパ部２０４に設けられた流路２０７によって連通される。流路２０７にはオリフィスが形成され、封入された非圧縮性流体がこの流路２０７を通ると、せん断応力により減衰作用を生じる。
【００３２】
ゴム部２０５の内部には、ワイヤ２０８が埋め込まれる。ワイヤ２０８は、図示するように、液室２０６の周囲の少なくとも一部に沿うようにして、ゴム部２０５内に埋め込まれる。より具体的には、本実施例では、ワイヤ２０８は、内筒ストッパ部２０４の軸部のつけ根から液室２０６の軸方向辺に沿って上方へ延び、液室２０６の形状に沿って途中で半径方向外側へ曲がり、液室２０６の半径方向辺の略中央に対応する位置で終わる。
【００３３】
ワイヤ２０８は、例えば金属、樹脂、ファイバなどの材料から成り、材質自体の剛性はゴム部２０５のそれより高いものとする。よって、ワイヤ２０８は、（ラジアルタイヤのように）ゴム部２０５に対する補強材として機能し、ゴム部２０５のうちワイヤ２０８が埋め込まれた箇所は、原則として剛性が高められ、弾性変形しにくくなる。
【００３４】
ワイヤ２０８の形状について図３〜５を用いてより詳しく述べる。図３及び４はそれぞれ図２のＡ−Ａ’及びＢ−Ｂ’断面図であり、図５は図２のＣ部分の拡大図である。
【００３５】
図３及び４に示すように、本実施例では、８つのワイヤ２０８が軸周りに略均等な間隔で埋め込まれる。図２から明らかなように、ワイヤ２０８は、内筒ストッパ部２０４を挟んで上下双方に設けられるため、ブッシュ２００全体でのワイヤ２０８の総数は１６本となる。
【００３６】
各ワイヤ２０８の両端は、図３及び４に示すように、略Ｔ字の形とする。このような終端形状を有することにより、ワイヤ２０８は、ゴム部２０５内に一旦埋め込まれると、ゴム部２０５内で動く（ずれる、抜ける）ことがない。ワイヤ２０８の望ましくない移動を防止するために、更に、すべてのワイヤ２０８を少なくとも一方の端部において軸周りに円環状に連結してもよい。
【００３７】
また、ワイヤ２０８は、図２及び５に示すように、液室２０６の角に沿って曲がる部分を除いて、軸方向に略平行に延びる部分において１以上の屈曲部（又は湾曲部）５０１を有する。このような略くの字形の屈曲部５０１が設けられることにより、ワイヤ２０８は軸方向（縦方向）に撓みやすくなる。一方で、半径方向（横方向）について、ワイヤ２０８は依然としてゴム部２０５に対する補強材として機能し、ゴム部２０５の横方向の弾性変形を制限する。
【００３８】
すなわち、屈曲部５０１を設けることにより、異なる剛性を有する複数の部材を用いることなく、材質として単一の剛性を有する一体の部材（ワイヤ２０８）のみを用いることによって、ゴム部２０５に対して縦方向と横方向で異なる補強効果を実現することができる。
【００３９】
このように、ワイヤ２０８の屈曲部５０１は、ゴム部２０５の縦剛性をワイヤ２０８無しの場合と略同じに維持しつつ、横剛性を補強することを狙いとして設けられるものであり、この狙いが実現される限りにおいて具体的な形状や形成位置・形成個数などは全くの任意でよく、図２及び５に示した形状は単なる一例に過ぎない。
【００４０】
このようなワイヤ２０８が新規に設けられた液体封入式ブッシュ２００において、低周波領域の（低速の）軸方向上下振動が入力された場合、アッパサポート外筒と内筒ストッパ部２０４とに挟まれて圧縮を受けた一方の液室２０６内に封入された非圧縮性流体は、既に述べたように、オリフィスが設けられた流路２０７を通ろうとせず、ゴム部２０５の幅が比較的薄い半径方向内側へ向けて液室２０６内壁面を押圧する（矢印Ｆ）。
【００４１】
しかしながら、本実施例において、この液室２０６より軸中心寄りのゴム部２０５内にはワイヤ２０８が設けられ、横方向の剛性が高められているため、液室２０６は半径方向（横方向）に膨張できない。したがって、液室２０６内に封入された非圧縮性流体は、オリフィスが設けられた流路２０７を通過して反対側の液室２０６へ流動する。よって、軸方向の上下入力が低速の場合であっても、封入された非圧縮性流体がオリフィスを通って流動するため、流体のせん断応力により減衰作用が生じる。
【００４２】
このように、本実施例によれば、軸方向の上下入力が低速の場合であっても、液室２０６に封入された非圧縮性流体により減衰効果を発揮することができる構造が実現される。
【００４３】
したがって、本実施例に係る構造において、ゴム部２０５の剛性と、ワイヤ２０８の剛性と、ワイヤ２０８の屈曲部５０１とを適切に設計することにより、ゴム部２０５の横剛性及び縦剛性のバランスの設計自由度が増える。すなわち、液体封入式ブッシュ２００の弾性特性及び減衰特性の設計自由度が増える。
【００４４】
よって、例えばゴム部２０５に比較的低剛性のゴム材を用いて液体封入式ブッシュ２００の弾性係数を小さくし、乗り心地の向上を図りつつ、ワイヤ２０８によってゴム部２０５の横剛性を十分に確保して封入された非圧縮性流体の流動性を維持し、減衰作用による操安性の向上を図る、という乗り心地と操安性の両立を図った設計も可能となる。
【００４５】
なお、上述のように、本発明において、ワイヤ２０８の形状・サイズは任意でよく、例えば図６に示すワイヤ２０８’ように、液室２０６全体の周囲に沿って配設され、両端はいずれも内筒ストッパ部２０４に接着されるようにしてもよい。
【００４６】
また、上記一実施例において液室２０６が上部液室と下部液室の２つに分かれるものとしたのは一例に過ぎず、減衰機能を発揮できる限り、本発明に係る液体封入式ブッシュに設けられる液室の数（又は、液室が分割される数）は任意でよい。
【００４７】
さらに、既述のように、本発明に係る液体封入式ブッシュは、あらゆる分野においてあらゆる用途に利用できるものであり、上記一実施例で挙げた車両用サスペンションのアッパサポートへの適用は単なる一例に過ぎない。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、液体封入式ブッシュに利用できる。ブッシュの用途は任意でよく、例えば車両ではサスペンションのアッパサポートなどに利用できる。その場合、搭載される車両の外観、重量、サイズ、走行性能等は問わない。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】車両用サスペンションの概略図である。
【図２】本発明の一実施例に係る液体封入式ブッシュの縦断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ’断面図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ’断面図である。
【図５】図２のＣ部分の拡大図である。
【図６】本発明の別の一実施例に係る液体封入式ブッシュの縦断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１００  サスペンション・アッセンブリ
１０１  アッパサポート
１０２  アブソーバ
１０３  バネ
１０４  ボディ
１０５  タイヤ
２００  ブッシュ
２０１  外筒上
２０２  外筒下
２０３  ボルト
２０４  内筒ストッパ部
２０５  ゴム部
２０６  液室
２０７  オリフィス付流路
２０８、２０８’  ワイヤ
５０１  屈曲部
【図１】
2005299802.tif 000003
【図２】
2005299802.tif 000004
【図３】
2005299802.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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